智能布线系统在机场行业的应用解析

2023-01-19丁永江

科学与信息化 2022年8期

丁永江

山东机场管理集团有限公司山东济南 250000

1 机场面临的布线管理需求

机场行业属于资金密集型交通基建行业，机场信息化是一个全面的建设，主要包括离港系统，以及航班信息显示系统、自动广播系统、行李分拣系统，行李跟踪系统以及信息系统集成等各个运营、管理子系统的信息化建设。从功能上可分为两大部分，一是运营信息化：主要以飞机从起飞到降落和旅客从出发到到达为主导的运营信息化，目前已达到相对比较高的水平；二是管理信息化：机场的管理信息化起步相对比较晚，目前各个机场水平差别也比较大。

1.1 对实时化管理、信息安全的需求

网络一刻也不能断，需要实时掌握布线系统物理端口和链路的可用状态，能够实时发现非授权链路变更，非授权设备定位，保障物理层网络安全。

1.2 对可视化管理的需求

成千上万个端口和链路，需要人工从繁杂的图纸档案中查找可用数据。需要采用电子化、可视化管理，解决 “预留的链路找不到，没用的跳线不敢拔”的情况。

1.3 对集中管理的需求

机场通常面积较大，建筑分散，组织分支机构较多。综合布线系统的管理需要专业IT人员，需要解决管理人员不够用，花在路上的时间比解决问题的时间长的现象。

1.4 对快速部署需求

设备及服务数量庞大，有任何的添加、更改、移动的需求出现时，需要快速响应和部署，而传统的布线系统通过人工查找和规划快不了。

1.5 对现场操作指引的需求

当专业的IT管理人员不够用时，布线系统的运行维护通常会借用非专业人员去救急，如何保证现场操作不发生错误，不插错端口，不拨错跳线。另外，如果发生人员更替，如何保证操作规则的延续性。需要完善现场操作指引，实现防呆操作。

1.6 对数据集成和分析的需求

大数据时代，无论是物联网应用，还是AI人工智能管理，都离不开对数据集成和分析的需求。传统的综合布线系统是无源系统，成为机场智能管理的信息孤岛。需要让布线系统的管理也“活”起来。

2 智能布线系统简介

2.1 智能布线系统的具体表现

智能布线系统设计的基本思路是建立一个集语音通信、数据通信和楼宇自动化于一体的经济、实用、灵活、可扩展、高速、共享的高质量的智能布线系统。

2.1.1 经济性。根据不同用户群体和网络发展阶段的不同需求，定制配线方案。对于普通用户来说，我们应该优先考虑成熟的技术，而不是盲目追求技术的进步。成熟的技术可以为用户提供稳定的使用保障，其功能可以满足一般群体的使用需求。目前最成熟先进的基础布线系统是美国Avaya stimax SCS结构化布线系统。

2.1.2 实用性。通过通用布线，可以实现语音通信、数据通信和楼宇自动化的集成，大大提高了工作区域的智能化程度，对提高工作质量和效率起到了重要作用。

2.1.3 灵活性。办公园区常见的主要设备包括电脑、电话、监控设备、传真、打印机等终端设备。在设计布线系统时，要求所有类型的设备（特殊设备除外）都可以在当时的任何信息点连接，设备可以随时切换，以满足使用要求。

2.1.4 扩展性。随着信息技术的发展，对信息数据的需求必然逐年增加。因此，系统的可扩展性至关重要。在施工前，考虑到当前阶段的需求，并结合未来的期望预留系统级联端口，以便在未来需求增加后，能够及时、方便地对设计进行扩展。

2.2 智能布线系统的组成

在机场中，智能布线系统组也由多个子系统组成。然而，子系统是相互独立的。因此，任何系统的异常都不会影响到其他系统。通过改变连接点，可以实现网络拓扑的变换，通过统一的设计和规划，可以将各个子系统集成到一个完整的系统中，为系统的智能传输，以及各种指令（声音、图像、动作等）可以通过智能布线系统组形成的物理通道进行传输。在具体的应用过程中，机场的智能布线系统组主要由以下5个子系统组成。

2.2.1 工作区子系统。工作区不仅是一个需要独立设置的终端，也是一个需要独立设置的区域。它需要与适配器和各种信息套接字配合，这些信息套接字从信息点套接字引出，然后到达所有终端。这些组合构成了信息传输通道的框架。

2.2.2 水平布线子系统。水平布线子系统由一系列导线组成。这些线从管理子系统的配线架统一引出，经过桥接、集群等位置，到达各个区域的具体信息模块，连接独立的模块。

2.2.3 管理子系统。顾名思义，管理子系统主要用于管理，即分配通信线路。它由配线架、跳线和各模块的开关组成。它将与子系统相连。可以对设备或系统的定位设置权限，提高管理水平，提高综合布线的便利性。

3 智能布线系统带来的价值

在机场信息化建设过程中，可以根据各个建筑或各个系统的实际管理需求，考虑使用智能布线系统来实现实时化、可视化、智能化的管理。例如在机场的核心数据机房、航站楼弱电间等可靠性要求严格、端口数量多、安全等级高的应用场景。

使用智能布线系统能够带来的价值如下[1]：①稳健的网络基础设施——提高服务可用性。②更好地可视化控制——提高生产力和灵活性。③更好的网络管理——网络管理更智能，管理更轻松。④更快的周转时间——主动检测网络潜在问题，并向管理人员发送告警。系统的高度透明性允许更快的IMAC服务和更少的人工干预。⑤防止宕机——实时监控网络物理层基础设施，增加网络正常运行时间、提高生产效率和资产利用率。⑥额外的网络安全防护——保护网络避免未经授权的连接、断开、移动和更改，这为核心通信网络增加了额外的安全防护层。

智能布线解决方案可以使机场的信息化运营效率和收益获得显著提升，同时也节省了不必要的成本。网络环境越复杂，获得成本降低和收益提升的机会就越大，主要体现在提高运维效率和降低运维成本两方面。第一，提高运维效率：①减少网络宕机时间。②改善网络输出效率。③减少维护时间。④消除风险。第二，降低运维成本：①减少停机时间。②降低能耗。③降低管理和技术人员的支出。④优化网络基础设施利用率。

当然，所有这些价值的体现都是基于智能布线系统所能实现的功能。典型的智能布线系统的所能实现的功能如下所述。

3.1 实时监测端到端网络连接

完全符合ISO/IEC18598，ISO/IEC11801，ANSI/TIA/EIA 568，EN50174，GB/T50311等国际和地区标准对智能布线以及综合布线系统的规定。即可以采用直连（单配线架）的拓扑结构，也可以采用交叉连接（双配线架）的拓扑结构。

3.1.1 布线系统的屏蔽技术。目前应用最广泛的屏蔽技术是将从信息插座到设备的传输链通过使用金属网或铝箔纸形成一个封闭的保护层，并将保护层有效接地。该方法基于静电屏蔽形成的屏障法，可有效防止设备受到强磁场和雷击的干扰，保证传输的稳定性。根据统计数据，由0.1cm厚的金属网或铝箔形成的屏蔽层可以将信号衰减到1dB，并且这种效果会随着厚度的增加而增加。当需要保密性或数据需要清晰准确时，屏蔽技术起着非常重要的作用。

3.1.2 数据中心通用布线。中央机房和支撑空间的走线构成了数据中心的计算综合走线系统。前者为主体施工部分，主要包括主接线区、横接线区、对接接线和终端服务器。主配电区是综合布线系统的核心部分，由主跳线等核心设备组成，为多个数据中心提供数据。水平分布区域主要由水平跳线组成。为了更快地完成数据传输，一个数据中心一般会配备多个水平分布区域。对接点的作用是提高系统的灵活性，及时响应设备的运动和变化。

数据中心通用布线的设计要点可分为三个方面：一是设计目标；其次，设计原则；三是设计重点[2]。数据中心通用布线的设计目标是构建一个结构化、高带宽、高密度的集成系统，提高系统的运行速度。在设计过程中，应兼顾兼容性、灵活性、可靠性和经济性等原则，既能保证使用过程的便捷性，又能降低使用和维护成本。本设计着重于对终端设备（路由器、服务器、交换机等）的管理，以及网络中断信息套接字的布局和监控。

3.2 路由自动规划及配置

对于设备或服务的管理，如增加、更改、删除设备或服务，除了通过管理人员手工添加工单任务，管理软件还可以提供强大的自动配置和规划功能。可以根据用户自己定义的规则，如冗余配置，分类管理等，然后结合机柜承重、环境参数（温度、湿度）、空间、配电、交换机端口可用性，配线架端口可用性等其他相关因素来实现物理链路连接路由的自动配置，系统会根据独特算法得到所有可行方案，并按照匹配度给出评级及最优建议。

当用户选择最优建议或可行方案中的某一个方案后，系统会自动生成完成设备或服务操作所需的所有工作任务清单，一键点击执行，工作任务会下发给指派的工作人员去实施，工作任务完成后反馈给系统，系统会自动记录和更新相关状态.

3.3 资产管理及报告

智能布线系统可以进行资产管理，这也是传统布线系统所难以做到的。管理软件对连接在系统内所有的设备进行管理（包括配线设备、交换机、服务器、PC、电话、打印机等），统计设备的使用率和闲置率（如配线端口、网络端口、机柜空间和功率等），通过油表盘、饼状图和树状图等多种方式进行图形显示。通过分析识别使用过度和使用不足的资源，有效利用资源，节省不必要的投资，提高运行质量。

传统布线系统的报告工作需要借助大量的文档工作，而且准确性比较不高。智能布线系统则大大提高了效率，搜索查询的结果和资产管理的数据可以由软件根据不同的要求输出成各种各样的报告，可打印、输出和以邮件形式发送给管理人员[3]。智能布线系统在这方面拥有得天独厚的优势，只要在搜索引擎内输入设备名称、甚至是IP地址等信息，就会立刻得知搜索结果。由于智能布线系统的信息是实时更新的，所以搜索的准确率大大提高。